ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΑΝΘΡΑΚΙΚΟΥ ΣΚΕΛΕΤΟΥ ΑΜΙΝΟΞΕΩΝ
Ανασκόπηση μεταβολισμού πρωτεϊνών & αμινοξέων Ιστοί ΤΡΟΦΗ Αλανίνη & Γλουταμίνη Αμινοξέα Κυκλοφορία Πρωτεΐνες Αμινοξέα Αποκαρβοξυλίωση Βιογενείς αμίνες (νευροδιαβιβαστές, ορμόνες) Βιοσύνθεση (Νουκλεοτίδια κλπ) ΝΗ 4 + + Κετοξέα ΗΠΑΡ CO 2 Κύκλος Krebs NADH ΗΠΑΡ Ουρία Κύκλος Ουρίας ΟΞΕΙΔ. ΦΩΣΦ. ATP
Ανασκόπηση μεταβολισμού πρωτεϊνών & αμινοξέων Ιστοί ΤΡΟΦΗ Αλανίνη & Γλουταμίνη Αμινοξέα Κυκλοφορία Πρωτεΐνες Αμινοξέα Αποκαρβοξυλίωση Βιογενείς αμίνες (νευροδιαβιβαστές, ορμόνες) Βιοσύνθεση (Νουκλεοτίδια κλπ) ΝΗ 4 + + Κετοξέα ΗΠΑΡ Ακέτυλο-CoA CO 2 ΗΠΑΡ Ουρία Κύκλος Ουρίας Γλυκονεογένεση Γλυκόζη Κύκλος Krebs NADH ΟΞΕΙΔ. ΦΩΣΦ. ATP
Σύνοψη: Αποικοδόμηση Αμινοξέων Καταβολισμός του ανθρακικού σκελετού των αμινοξέων Γλυκογενετικά αμινοξέα Κετογενετικά αμινοξέα C3: Aλανίνη, σερίνη, κυστεΐνη πυροσταφυλικό C4: Aσπαραγινικό, ασπαραγίνη οξαλοξικό C5: Arg, Pro, His, Gln Glu α-κετογλουταρικό Met, Ileu, Val ηλέκτρυλο-coa Γενετικές ασθένειες του μεταβολισμού των αμινοξέων Φαινυλοκετονουρία
Σύνοψη: Bιοσύνθεση Αμινοξέων Eνσωμάτωση NH 4+ στα αμινοξέα Σύνθεση γλουταμινικού και γλουταμίνης Σύνθεση ανθρακικού σκελετού αμινοξέων Απαραίτητα (9) και μη απαραίτητα (11) αμινοξέα Σύνθεση Αλανίνης, Ασπαραγίνης, Ασπαραγινικού, Αργινίνης, Προλίνης, Γλουταμίνης, Γλουταμινικού, Σερίνης, Γλυκίνης, Κυστεΐνης, Τυροσίνης Μεταφορείς μονοανθρακικών ομάδων Τετραϋδροφολικό S-Αδενοσυλομεθειονίνη (SAM) Κύκλος ενεργοποιημένου μεθυλίου Κλινική σημασία ομοκυστεΐνης
ΑΠΟΙΚΟΔΟΜΗΣΗ ΑΜΙΝΟΞΕΩΝ (Ανθρακικού Σκελετού)
Καταβολισμός του ανθρακικού σκελετού των αμινοξέων 20 αμινοξέα 7 τελικά προϊόντα που εισέρχονται στον κύκλο του Krebs Γλυκογενετικά αμινοξέα Κετογενετικά αμινοξέα
Η οικογένεια C3: Η αλανίνη, η σερίνη και η κυστεΐνη μετατρέπονται σε πυροσταφυλικό
Η οικογένεια C4: Το ασπαραγινικό και η ασπαραγίνη μετατρέπονται σε οξαλοξικό
Η οικογένεια C5: Πολλά αμινοξέα μετατρέπονται σε α-κετογλουταρικό μέσω του γλουταμινικού
Το ηλέκτρυλο-συνένζυμο Α είναι σημείο εισόδου για μερικά αμινοξέα Μουτάση Βιτ. Β12 Προπιόνυλο-CoA Μεθυλομηλόνυλο-CoA Hλέκτρυλο-CoA
Η λευκίνη αποικοδομείται σε ακετυλο-συνένζυμο Α και ακετοακετυλο-συνένζυμο Α
Η φαινυλαλανίνη και η τυροσίνη αποικοδομούνται από οξυγονάσες σε ακετοξικό και φουμαρικό
Φαινυλοκετονουρία
Γενετικές ασθένειες του μεταβολισμού των αμινοξέων
Αλβινισμός (αλφισμός): έλλειψη τυροσινάσης, απώλεια μελανίνης Χ
Φαινυλοκετονουρία Χ Η πιο συχνή γενετική βλάβη στον μεταβολισμό των αμινοξέων: 1/10.000 νεογέννητα (συχνότητα ετεροζυγωτών "φορέων": 1/50). Αν δεν διαγνωσθεί και αντιμετωπισθεί έγκαιρα οδηγεί σε μόνιμες εγκεφαλικές βλάβες: σπασμοί & διανοητική καθυστέρηση. Η έγκαιρη διάγνωση με Προληπτικό Ανιχνευτικό Νεογνικό Έλεγχο επιτρέπει την αποτελεσματική αντιμετώπιση: μείωση της φαινυλαλανίνης στην διατροφή. Οφείλεται σε μετάλλαξη στο γονίδιο της υδροξυλάσης της φαινυλαλανίνης (60 διαφορετικές μεταλλάξεις έχουν βρεθεί) ή σε ελλατωματική σύνθεση τετραϋδροβιοπτερίνης. Ούρα & ιδρώτας
ΒΙΟΣΥΝΘΕΣΗ ΑΜΙΝΟΞΕΩΝ
ΣΥΝΘΕΣΗ ΑΜΜΩΝΙΑΣ (Καθήλωση αζώτου) Οι μικροοργανισμοί χρησιμοποιούν ATP και ένα ισχυρό αναγωγικό για να μετατρέψουν το N 2 σε ΝΗ 4 + Η αναγωγή (καθήλωση) του Ν 2 γίνεται από βακτήρια και φύκη. Ιδιαιτερα σημαντικά είναι τα συμβιωτικά βακτήρια Rhizobium που προσβάλουν τα ψυχανθή
ΣΥΝΘΕΣΗ ΑΜΜΩΝΙΑΣ (Καθήλωση αζώτου) Οι μικροοργανισμοί χρησιμοποιούν ATP και ένα ισχυρό αναγωγικό για να μετατρέψουν το N 2 σε ΝΗ 4 + Η αναγωγή (καθήλωση) του Ν 2 γίνεται από βακτήρια και φύκη. Ιδιαιτερα σημαντικά είναι τα συμβιωτικά βακτήρια Rhizobium που προσβάλουν τα ψυχανθή Χημική σύνθεση αμμωνίας: Ν 2 + 3Η 2 2ΝΗ 3 (Fe + 500 ο C +300 atm) Ενζυμική σύνθεση αμμωνίας από το σύμπλεγμα της αζωτογονάσης Ν 2 + 8e - + 8Η + + 16ATP + 16H20 2NH 3 + H 2 + 16ADP + 16P i
ΣΥΝΘΕΣΗ ΑΜΜΩΝΙΑΣ (Καθήλωση αζώτου) Οι μικροοργανισμοί χρησιμοποιούν ATP και ένα ισχυρό αναγωγικό για να μετατρέψουν το N 2 σε ΝΗ 4 + Η αναγωγή (καθήλωση) του Ν 2 γίνεται από βακτήρια και φύκη. Ιδιαιτερα σημαντικά είναι τα συμβιωτικά βακτήρια Rhizobium που προσβάλουν τα ψυχανθή Χημική σύνθεση αμμωνίας: Ν 2 + 3Η 2 2ΝΗ 3 (Fe + 500 ο C +300 atm) Ενζυμική σύνθεση αμμωνίας από το σύμπλεγμα της αζωτογονάσης Ν 2 + 8e - + 8Η + + 16ATP + 16H20 2NH 3 + H 2 + 16ADP + 16P i Η αζωτογονάση είναι εξαιρετικά ευαίσθητη σε Ο 2 1. Αναερόβια βακτήρια 2. Αποσύζευξη της μεταφοράς e - από την σύνθεση του ATP και καύση του Ο 2 3. Αιμοσφαιρίνη των ψυχανθών (leghemoglobin)
To NH 4 + ενσωματώνεται στα αμινοξέα δια μέσου του γλουταμινικού και της γλουταμίνης
To NH 4 + ενσωματώνεται στα αμινοξέα δια μέσου του γλουταμινικού και της γλουταμίνης α-κετογλουταρικό Αφυδρογονάση του γλουταμινικού L-γλουταμινικό
To NH 4 + ενσωματώνεται στα αμινοξέα δια μέσου του γλουταμινικού και της γλουταμίνης α-κετογλουταρικό Αφυδρογονάση του γλουταμινικού L-γλουταμινικό L-γλουταμινικό Ακυλο-φωσφορικό ενδιάμεσο Συνθετάση της γλουταμίνης Γλουταμίνη
To NH 4 + ενσωματώνεται στα αμινοξέα δια μέσου του γλουταμινικού και της γλουταμίνης α-κετογλουταρικό Αφυδρογονάση του γλουταμινικού L-γλουταμινικό L-γλουταμινικό Ακυλο-φωσφορικό ενδιάμεσο Συνθετάση της γλουταμίνης Γλουταμίνη Σε βακτήρια και φυτά: α-κετογλουταρικό + Γλουταμίνη + NADPH + H + 2Γλουταμινικό+ NADP + + H 2 O
ΒΙΟΣΥΝΘΕΣΗ ΤΩΝ ΑΜΙΝΟΞΕΩΝ Ο ανθρακικός σκελετός των αμινοξέων προέρχεται από ενδιάμεσα της γλυκόλυσης, του κύκλου του κιτρικού οξέος, της πορείας των φωσφορικών πεντοζών Βακτήρια και φυτά συνθέτουν και τα 20 αμινοξέα ενώ ο άνθρωπος μόνο 11 (μη απαραίτητα). Τα υπόλοιπα 9 πρέπει να ληφθούν από την τροφή (απαραίτητα) PVT TIM HaLL
ΣΥΝΟΨΗ ΤΗΣ ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΜΗ-ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΩΝ ΑΜΙΝΟΞΕΩΝ
ΣΥΝΟΨΗ ΤΗΣ ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΜΗ-ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΩΝ ΑΜΙΝΟΞΕΩΝ 1. Πυροσταφυλικό Αλανίνη (Τρανσαμίνωση)
ΣΥΝΟΨΗ ΤΗΣ ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΜΗ-ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΩΝ ΑΜΙΝΟΞΕΩΝ 1. Πυροσταφυλικό Αλανίνη (Τρανσαμίνωση) 2. Οξαλοξικό Ασπαραγινικό (Τρανσαμίνωση)
ΣΥΝΟΨΗ ΤΗΣ ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΜΗ-ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΩΝ ΑΜΙΝΟΞΕΩΝ 1. Πυροσταφυλικό Αλανίνη (Τρανσαμίνωση) 2. Οξαλοξικό Ασπαραγινικό (Τρανσαμίνωση) 3. Ασπαραγινικό Ασπαραγίνη
ΣΥΝΟΨΗ ΤΗΣ ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΜΗ-ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΩΝ ΑΜΙΝΟΞΕΩΝ 1. Πυροσταφυλικό Αλανίνη (Τρανσαμίνωση) 2. Οξαλοξικό Ασπαραγινικό (Τρανσαμίνωση) 3. Ασπαραγινικό Ασπαραγίνη 4. Κύκλος ουρίας Αργινίνη
ΣΥΝΟΨΗ ΤΗΣ ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΜΗ-ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΩΝ ΑΜΙΝΟΞΕΩΝ 1. Πυροσταφυλικό Αλανίνη (Τρανσαμίνωση) 2. Οξαλοξικό Ασπαραγινικό (Τρανσαμίνωση) 3. Ασπαραγινικό Ασπαραγίνη 4. Κύκλος ουρίας Αργινίνη 5. Γλουταμινικό Προλίνη και ορνιθίνη
ΣΥΝΟΨΗ ΤΗΣ ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΜΗ-ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΩΝ ΑΜΙΝΟΞΕΩΝ 6. Αντιδράσεις ενσωμάτωσης ΝΗ 4+ Γλουταμινικό και γλουταμίνη 7. 3-Φωσφογλυκερικό Σερίνη 8. Φαινυλαλανίνη Τυροσίνη
Πρόδρομη ένωση η βιταμίνη φολικό οξύ (B9) που συντίθεται σε βακτήρια, μικροοργανισμούς και φυτά (διαιτητική απαίτηση 100-200 mg την ημέρα) Έλλειψη φολικού προκαλεί μεγαλοβλαστική αναιμία, διανοητικά και νευρικά προβλήματα. Λειτουργία: σημαντικό συνένζυμο στις αντιδράσεις μεταφοράς μονοανθρακικών ομάδων ΣΥΝΟΨΗ ΤΗΣ ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΜΗ-ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΩΝ ΑΜΙΝΟΞΕΩΝ 9. Σερίνη + Τετραϋδροφολικό Γλυκίνη + μεθυλενο-τετραϋδροφολικό + Η 2 0 Τρανσυδροξυμεθυλάση της σερίνης (PLP) ΤΕΤΡΑΥΔΡΟΦΟΛΙΚΟ ΟΞΥ (THF) (ΤΕΤΡΑΥΔΡΟΦΥΛΛΙΚΟ ΟΞΥ)
Η μονοανθρακική ομάδα πάνω στο THF μπορεί να αλλάξει βαθμό οξείδωσης
Χαρακτηριστικές αντιδράσεις του THF Σύνθεση και αποικοδόμηση της γλυκίνης Σύνθεση πουρινών και dtmp Ανάλογα του THF αντικαρκινικά φάρμακα
Η S-Αδενοσυλομεθειονίνη (SAM) είναι ο κύριος δότης μεθυλομάδων
Απόδοση της μεθυλομάδας: Και αναγέννηση της μεθειονίνης με την μεσολάβηση του THF και της βιτ. Β12: Σε περίπτωση ανεπάρκειας της βιτ. Β12, το THF εξαντλείται Μεγαλοβλαστική αναιμία
Ο κύκλος του ενεργοποιημένου μεθυλίου βιτ. Β12
Ο κύκλος του ενεργοποιημένου μεθυλίου βιτ. Β12 Η δομή της μεθυλάσης του DNA
ΣΥΝΟΨΗ ΤΗΣ ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΜΗ-ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΩΝ ΑΜΙΝΟΞΕΩΝ 10. Σερίνη + Ομοκυστεΐνη α-κετοβουτυρικό + Κυστεΐνη Συνθάση κυσταθειονίνης (PLP) Κυσταθειονινάση (PLP)
ΣΥΝΟΨΗ ΤΗΣ ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΜΗ-ΑΠΑΡΑΙΤΗΤΩΝ ΑΜΙΝΟΞΕΩΝ 10. Σερίνη + Ομοκυστεΐνη α-κετοβουτυρικό + Κυστεΐνη Συνθάση κυσταθειονίνης (PLP) Κυσταθειονινάση (PLP) Τα υψηλά επίπεδα ομοκυστεΐνης συνδέονται με ασθένειες του καρδαγγειακού Άτομα με υψηλά επίπεδα ομοκυστεΐνης στον ορό έχουν μεγάλο κίνδυνο στεφανιαίας νόσου και αρτηριοσκλήρωσης. Συνηθέστερη αιτία της ομοκυστεΐναιμίας είναι μεταλλάξεις στην συνθάση κυσταθειoνίνης. Αντιμετωπίζεται μερικά με την παροχή βιταμινών. Β 6 (PLP) Ομοκυστεΐνη Κυσταθειονίνη THF/B 12 Ομοκυστεΐνη Μεθειονίνη
Σύνθεση απαραίτητων αμινοξέων: Αρωματικά αμινοξέα Ζιζανιοκτόνο
Σύνοψη: Αποικοδόμηση Αμινοξέων Καταβολισμός του ανθρακικού σκελετού των αμινοξέων Γλυκογενετικά αμινοξέα Κετογενετικά αμινοξέα C3: Aλανίνη, σερίνη, κυστεΐνη πυροσταφυλικό C4: Aσπαραγινικό, ασπαραγίνη οξαλοξικό C5: Arg, Pro, His, Gln Glu α-κετογλουταρικό Met, Ileu, Val ηλέκτρυλο-coa Γενετικές ασθένειες του μεταβολισμού των αμινοξέων Φαινυλοκετονουρία
Σύνοψη: Bιοσύνθεση Αμινοξέων Eνσωμάτωση NH 4+ στα αμινοξέα Σύνθεση γλουταμινικού και γλουταμίνης Σύνθεση ανθρακικού σκελετού αμινοξέων Απαραίτητα (9) και μη απαραίτητα (11) αμινοξέα Σύνθεση Αλανίνης, Ασπαραγίνης, Ασπαραγινικού, Αργινίνης, Προλίνης, Γλουταμίνης, Γλουταμινικού, Σερίνης, Γλυκίνης, Κυστεΐνης, Τυροσίνης Μεταφορείς μονοανθρακικών ομάδων Τετραϋδροφολικό S-Αδενοσυλομεθειονίνη (SAM) Κύκλος ενεργοποιημένου μεθυλίου Κλινική σημασία ομοκυστεΐνης
Το παρακάτω αμινοξύ είναι απαραίτητο Α. Λευκίνη, Β. Γλουταμινικό, Γ. Αλανίνη, Δ. Προλίνη, Ε. Ασπαραγίνη
Το παρακάτω αμινοξύ είναι απαραίτητο Α. Λευκίνη, Β. Γλουταμινικό, Γ. Αλανίνη, Δ. Προλίνη, Ε. Ασπαραγίνη
Το παρακάτω αμινοξύ είναι απαραίτητο Α. Λευκίνη, Β. Γλουταμινικό, Γ. Αλανίνη, Δ. Προλίνη, Ε. Ασπαραγίνη Η ομοκυστεΐνη Α. Μετατρέπεται σε σερίνη Β. Είναι δότης μεθυλίου Γ. Είναι καλός διαγνωστικός παράγοντας για καρδιαγγειακές νόσους Δ. Εμποδίζει τον κύκλο του ενεργοποιημένου μεθυλίου Ε. Μετατρέπεται σε μεθειονίνη
Το παρακάτω αμινοξύ είναι απαραίτητο Α. Λευκίνη, Β. Γλουταμινικό, Γ. Αλανίνη, Δ. Προλίνη, Ε. Ασπαραγίνη Η ομοκυστεΐνη Α. Μετατρέπεται σε σερίνη Β. Είναι δότης μεθυλίου Γ. Είναι καλός διαγνωστικός παράγοντας για καρδιαγγειακές νόσους Δ. Εμποδίζει τον κύκλο του ενεργοποιημένου μεθυλίου Ε. Μετατρέπεται σε μεθειονίνη